中小学校园网络综合布线+课程设计报告(共20页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上学号2018 - 2019学年 第1学期网络工程与综合布线课程设计报告题目:中小学校园网络综合布线工程设计专业:班级: 姓名:指导教师:成绩:计算机学院2018年12月5日专心-专注-专业目 录1 引言近年来,随着网络技术、INTERNET的发展和CERNET的迅速壮大,全国已有多所高校建成校园网并接入CERNET。校园网的建设已成为高校实力与发展水平的标志。学校办学的规模、层次正在迅速地扩大和提高,建设一个先进、实用的校园网,实现校内外信息的快速传递,使教学、科研、管理步入信息化、网络化,从而提高办学水平和办学效益已成为必然选择。为此,学校决定投资建设校园网。 满足
2、网络化,智能化,信息化的发展要求,为各类应用系统提供方便、快捷的信息通路,共享各种教学资源。良好的性能,能够支持大容量和实时性的各类应用。能够可靠的运行,较低的故障率和维护要求。提供安全机制,满足保护信息安全的要求。具有较高的性价比。未来升级扩展容易,保护用户投资。用户使用简单、维护容易。2 中小学校园网络综合布线工程需求分析2.1 系统总体需求综合布线系统本身具有很高的兼容性,根据客户的要求,本方案为开放式结构,能支持话音及多种计算机数据和图像传输系统。系统能兼容语音、数据、图像的传输,并可与外部公用网络进行连接。本设计注重系统的质量、科学性、可靠性及安全性,因此,在系统设计和产品选型中重点
3、关注布线产品的质量、布线系统的模块化、以及系统的安全性、可靠性和可维护性。校园布线系统的目标是:以系统规范为指导,具有先进的综合布线技术、计算机技术、通讯技术和自动化技术为支持,建立一套统一规划的布线系统,为校园网络系统数据、图像及控制信号提供统一的传输线路、设备接口和高质量的传输性能。全面实现校园计算机通信网络的通讯、办公、管理的智能化、集成化,把校园计算机通信网络建成一个高起点、高标准、功能设备一流、且具有高开放性的网络平台。同时该布线系统兼顾了计算机网络系统未来的发展要求,提供五年保证:在综合楼增加新系统时,对新设备提供信号传输的支持。作为校园网络系统的基础平台-综合布线系统将为整个校园
4、的语音通信、宽带数据、图像联网、管理系统及网站建设提供高质量的传输通道。校园系统内的各个功能区通过高性能的结构化综合布线系统联系起来,组成一套具备高传输带宽的、结构化的信息高速公路。2.2 功能需求1、满足计算机教学科研、行政办公需要,提供各种教学、办公工具和支撑平台,并提供丰富的计算机软硬件系统资源。2、具有完善的办公事务处理能力,包括电子公文传递、电子公文管理、电子邮件、邮件收发等无纸办公自动化功能。3、满足信息情报交流的需要,方便学校各级领导和教学科研人员对各种信息资料、科技情报的检索和查阅。包括Web查询、电子公告、电子新闻等。4、具有远程通信能力,借助电话网等通信手段,以最低的通信成
5、本,方便地实现远程互联,跨越地域限制,满足学校要求,加强各单位之间的业务联系和信息资源共享。5、具有收集、处理、查询、统计各类信息资源的能力,充分利用原有数据资源,为学校领导提供准确、快捷的数字信息,实现数据化管理和智能化决策。6、学校网络系统要确保整个计算机网络系统的可靠性、安全性,具有一定的冗余。容错能力强,确保信息处理安全保密。7、学校信息网络系统要保证实用和技术先进,便于非计算机专业人员使用,并能不断满足学校未来业务发展的需要,具有很强的扩展能力。2.3 校园一卡通系统校园一卡通系统是数字化校园的基础工程。一卡通系统借助校园网络平台,集证件管理、档案管理、师生考勤、食堂管理、机房管理、
6、身份认证等多种服务功能于一体,它可以代替学校目前使用的所有证件,如:学生证、借书证、食堂就餐券、上机证、医疗证等各种证件,应用于校园的各类消费场所,如:食堂、娱乐厅、澡房、洗衣房、游泳池商店、电子阅览室等;也可以应用于需要进行各类身份认证管理的场所,包括电子注册、学籍管理、成绩查询、教学管理、图书管理、借阅管理、门警管理等。通过一卡通的银行转帐系统与指定银行进行费用转帐、圈存,实现校园“无现金流通”,给师生带来一种全新的、方便的现代化生活,有利于简化管理环节,提高工作效率,同时有利于实现全校各类数据的统一性和规范性。2.4 多媒体教学系统本系统包括多媒体教室、多媒体计算机教室、数字式语音教室和
7、电子监考系统。多媒体教室采用专业系统解决方案,语音教室采用数字式语音教室。 规划中每个教室留有数据接口,以满足将来大量多媒体教学的发展趋势,教室内各系统的管道预埋到位。多媒体教学的应用软件在数字化校园应用系统建设中再作进一步规划。2.5 成绩管理数据管理平台是信息服务的基础。传统的分散数据管理造成资源的冗余,给网络管理带来困难,给数据的安全带来了隐患。该平台对学校内各类数据进行集中存储、集中管理,为全校范围内的各种应用提供公共的、权威的中心数据库。通过对数据的统一的管理和可靠性、安全性等方面的设计,使网络数据资源的存储和传送的安全性得到较大的保障。综合信息门户平台,作为信息服务的窗口,为用户提
8、供信息的查询、汇总、分类、搜索、发布,为学校的师生员工及社会用户提供及时、有效的个性化信息服务。3 中小学校园网络综合布线工程总体设计方案3.1 方案图 网络拓扑是由网络节点设备和通信介质构成的网络结构图。 在选择拓扑结构时,主要考虑的因素有:安装的相对难易程度、重新配置的难易程度、维护的相对难易程度、通信介质发生故障时,受到影响的设备的情况。常见的网络拓扑结构(1)星型结构星型结构的优点是结构简单、建网容易、控制相对简单。其缺点是属集中控制,主节点负载过重,可靠性低,通信线路利用率低。 一个星型拓扑可以隐在另一个星型拓扑里而形成一个树型或层次型网络拓扑结构。 相对其他网络拓扑来说安装比较困难
9、,比其他网络拓扑使用的电缆要多。容易进行重新配置,只需移去、增加或改变集线器某个端口的连接,就可进行网络重新配置。由于星型网络上的所有数据都要通过中心设备,并在中心设备汇集,星型拓扑维护起来比较容易。受故障影响的设备少,能够较好地处理。(2)总线结构总线结构是比较普遍采用的一种方式,它将所有的入网计算机均接入到一条通信线上,为防止信号反射,一般在总线两端连有终结器匹配线路阻抗,总线结构的优点是信道利用率较高,结构简单,价格相对便宜。缺点是同一时刻只能有两个网络节点相互通信,网络延伸距离有限,网络容纳节点数有限。在总线上只要有一个点出现连接问题,会影响整个网络的正常运行。目前在局域网中多采用此种
10、结构。总线拓扑网络相对来说容易安装,只需敷设主干电缆,比其他拓扑结构使用的电缆要少。配置简单,很容易增加或删除节点,但当可接受的分支点达到极限时,就必须重新敷设主干电缆。相对来说比较维护困难,因为在排除介质故障时,要将错误隔离到某个网段。受故障影响的设备范围大。(3)环型结构环型结构是将各台连网的计算机用通信线路连接成一个闭合的环,在LAN中使用较多。在环型结构的网络中,信息按固定方向流动,或顺时针方向,或逆时针方向。 环型结构的优点是一次通信信息在网中传输的最大传输延迟是固定的;每个网上节点只与其他两个节点有物理链路直接互连,因此,传输控制机制较为简单,实时性强。缺点是一个节点出现故障可能会
11、终止全网运行,因此可靠性较差。为了克服可靠性差的问题,有的网络采用具有自愈功能的结构,一旦一个节点不工作,自动切换到另一环路工作。此时,网络需对全网进行拓扑和访问控制机制的调整,因此较为复杂。 环型拓扑是一个点到点的环型结构。每台设备都直接连到环上,或通过一个接口设备和分支电缆连到环上。 在初始安装时,环型拓扑网络比较简单。随着网上节点的增加,重新配置的难度也增加,对环的最大长度和环上设备总数有限制。可以很容易地找到电缆的故障点。受故障影响的设备范围大,在单环系统上出现的任何错误,都会影响网上的所有设备。(4)树型结构树型结构实际上是星型结构的一种变形,它将原来用单独链路直接连接的节点通过多级
12、处理主机进行分级连接。这种结构与星型结构相比降低了通信线路的成本,但增加了网络复杂性。网络中除最低层节点及其连线外,任一节点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。(5)网状结构网状结构分为全连接网状和不完全连接网状两种形式。全连接网状中,每一个节点和网中其它节点均有链路连接。不完全连接网中,两节点之间不一定有直接链路连接,它们之间的通信,依靠其它节点转接。这种网络的优点是节点间路径多,碰撞和阻塞可大大减少,局部的故障不会影响整个网络的正常工作,可靠性高;网络扩充和主机入网比较灵活、简单。但这种网络关系复杂,建网不易,网络控制机制复杂。广域网中一般用不完全连接网状结构。星形连接在将用户接入
13、网络时具有更大的灵活性。当系统不断发展或系统发生重大变化时,这种优点将变得更加突出,其结构便于集中控制,因为端用户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点,也带来了易于维护和安全等优点。端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信,所以设计时采用这一结构。根据此可以画出拓扑图,见Visio图。(6)Visio校园网设计拓扑图简易星形拓扑图高级星形拓扑图3.2 布局校园内无线网和宽带网都有。一座教学楼,3楼、5楼有微机室,每间教室均有一台计算机,每层楼有若干教师休息室和办公室,5座学生楼距离有远有近50-300米左右,校园网为各个办公室,教室都留有数据点,由教室自由使用。3.3 主要设备
14、(1)交换机校园内各个局域网之间通信采用基于美国CISICO公司的Catalyst 5000交换机的快速交换式以太网。Catalyst 5000是能支持所有主要网络技术的模块化结构的交换机。它是为数据中心提供高密度局域网交换的理想设备。它包括一个1.2G bps的数据交换主干,最多可支持98个交换的以太网端口或50个交换的快速以太网端口。可通过交换口,原有系统可无逢地纳入整个骨干网之中。新增的系统可利用100M口,提供100M高带宽。用户可利用其内在的CISCO IOS功能,它可提供虚拟网络和多层交换的能力,组成灵活的VLAN。Catalyst 5000交换机通过FDDI端口,以DAS方式接入
15、整个校园网FDDI。Catalyst 5000交换机还提供ATM模块接口,在未来伸级到ATM网络。(2)路由器路由器选择中兴 ZXR10 876路由器,ZXR10 800智能集成多业务SOHO路由器是专门为网吧和中小型企事业单位推出的智能型宽带路由器。产品报价1600元。ZXR10 800拥有强大的数据处理能力,支持多种主流宽带接入技术,并且内置丰富的防火墙功能,能够有效防止病毒攻击及非法入侵。3.4 综合布线(1)布线的选择连接在网络中设备类型以及电缆上所承载的通信负载是选择电缆的关键因素。同时,在进行电缆选择时还应考虑以下因素:网络集线器和节点(信息口)之间的最大距离,在管道和地板/天花板
16、中的布线可用空间,电磁干扰(EMI) 的程度,为系统服务的设备的可能的变化情况和它们的使用方式,系统复元力的水平,网络要求的生命周期,电缆走线的限制和电缆弯曲半径的限制,具有潜在重复性使用可能的现有电缆安装情况。(2)电缆的选择应综合考虑上述因素,但在布线系统中应首先确定是使用屏蔽电缆、非屏蔽电缆、光缆,还是将它们接合在一起使用,还应考虑网络交通、安全性、距离、费用等。各种电缆的特性:a、细缆(10Base2)比双绞线贵,最大传输距离185米,传输速率10Mbps,弯曲程度一般,安装简单,有很好的抗干扰能力。b、粗缆(10Base5)比细缆贵,最大传输距离500米,传输速率10Mbps,难弯曲
17、,有很好的抗干扰能力。c、双绞线(10BaseT)最便宜,最大传输距离100米,10Mbps,容易弯曲,安装最简单,对于抗干扰能力较敏感,类似电话线。d、光纤(Fiber-Optic)价格最贵,最大传输距离2公里,传输速率4-100Mbps,不能弯曲,安装较难,抗干扰能力不敏感,支持声音、数据和视频。 针对学校当前情况,因为楼与楼之间的距离是50-300米,所以,在楼与楼之间同时对网速和价格等方面的考虑,准备采用光纤。在楼内,每层之间,用双绞线,来连接,双绞线采用5类线。(3)综合布线系统规划全校园信息点综合布线系统设计与网络系统拓扑结构相统一。核心层设在网络中心网络设备机房;汇聚层基本上以各
18、单体建筑为单位进行设置;接入层设在各弱电间综合布线配线机柜处。核心层与汇聚层采用48芯单模室外光纤连接。相邻汇聚层之间采用1根12芯单模光纤连接,作为各汇聚层与核心层的备用连接;汇聚层与接入层采用1根12芯单模光纤连接。综合布线系统具备以下特点:充分考虑到各建筑在功能的差异及对网络的实际需求,分别选用六类布线系统和超五类布线系统,使系统设计更加合理;设置信息点时,充分考虑到辅导员办公室、学生公寓区、教学楼、阅览室、网络中心的功能特点,做到合理布置,适当冗余;在各教学区教室、实验室均设有信息点;无线网方面,在阅览室、教学楼和学生宿舍等校园公共场所,都设置了一定数量的无线接入点,作为有线网络补充,
19、提高了用户接入的灵活性;在有关地方预留了一卡通(考勤、电子消费、门禁等)和LED显示屏、触摸屏信息点,为将来校园弱电系统集成创造条件。3.5 分区块整个网络分为教学楼宽带网络,学生楼宽带网络、辅导员办公室宽带网络以及覆盖式无线网络。(1)固定网络 新校区的校园网络主干规划采用目前成熟的万兆技术。总体规划采用核心、汇聚、接入三层网络构建架构,核心设备放置在网络中心,在各组团设置汇聚节点。各楼宇设置13个配线间,将楼内的信息点全部集中到各配线间内,采用百/千兆接入交换机提供各信息点接入的需要,通过千/万兆连接到相对应的汇聚中心设备上。 (2)无线网络 由于目前无线网络设备主要的支持的协议是IEEE
20、802.11b和IEEE802.11a,带宽分别为11M和54M,带宽的限制使其不适合作为园区的主干技术,无线网络作为有线网络的一个有效补充在新校区建设中显得尤为必要。规划采用无线网络技术实现师生在新校园内随时、随地的接入需要,扩展网络的使用范围,体现新校区数字化校园网络应用的水平。 (3)校区互联和Internet接入 新校区的校园网规划通过大学城的园区网高速联接到中国教育科研网的地区结点。同时,要充分考虑与中国教育科研网IPV6试验网CERNET-2互联的扩展性。规划在新校区采用若干100M链路联接到公众网上,同时可以利用该链路作为CERNET出口通道的备份。 4 中小学校园网络综合布线工
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